Unser Kundenmagazin Smart & Easy – Ausgabe 1-2024
Veröffentlicht: 19. Feb 2024
Energie intelligent nutzen
Von der Erzeugung über die Verteilung bis hin zur Nutzung von Energie ermöglichen digitale Lösungen die nötige Transparenz, um langfristig eine maximale Effizienz beim Energieverbrauch zu erreichen. Gleichzeitig stellt der Gesetzgeber Schritt für Schritt die Weichen, um Investitions- und Planungssicherheit zu gewährleisten. Wie sich verschiedene digitale Lösungswelten dabei ergänzen können, zeigen ZENNER und die aktiver EMT GmbH.
Energie nachhaltig erzeugen
Die Transformation der Energieversorgung stellt Stadtwerke, Energieversorger und Kommunen vor große Herausforderungen. Ihre Aufgabe ist es, Haushalte, Industrie und öffentliche Infrastrukturbetreiber zuverlässig mit Energie zu versorgen. Ein wichtiger Baustein ist dabei die Entwicklung von Lösungen für die Strom- und Wärmeversorgung auf Basis erneuerbarer Energien. 2023 erreichten die erneuerbaren Energien einen neuen Höchststand. Die erneuerbaren Energien trugen demnach insgesamt 59,3 Prozent zur Gesamtstromerzeugung bei. Die Windenergie war mit einem Anteil von 32 Prozent die wichtigste Stromquelle. Dies geht aus einer aktuellen Veröffentlichung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE hervor. Die Solarstromerzeugung erreichte 2023 mit einem Anteil an der Nettostromerzeugung von rund 12 Prozent ebenfalls einen neuen Rekordwert.
Energie klimafreundlich zu erzeugen, ist aber nur ein Bestandteil des Konzeptes zur angestrebten Erreichung von Klimaneutralität bis 2045. Ebenso wichtig sind die sichere Verteilung und die effiziente Nutzung von Energie. Mehr erneuerbare Energie zu produzieren und gleichzeitig mit intelligenten Lösungen den Energiebedarf zu senken kann langfristig die richtige Erfolgsformel sein. Um dies zu fördern, hat der Gesetzgeber verschiedene Regelungen und Verordnungen auf den Weg gebracht. Eine entscheidende Rolle spielt dabei einmal mehr die Digitalisierung.
Energie intelligent verteilen: Smart Grids
Um eine sichere Verteilung von Energie zu gewährleisten, müssen Stromerzeugung und Stromverbrauch zunehmend in Einklang gebracht werden. Ende Mai 2023 trat das Gesetz zum Neustart der Digitalisierung der Energiewende (GNDEW) für einen beschleunigten, flexiblen und rechtssicheren Rollout intelligenter Messsysteme (iMSys) in Kraft. Smart Meter Gateways (SMGW) ermöglichen dabei u. a. die sichere Datenkommunikation und über die Controllable Local Systems (CLS)-Schnittstelle die Steuerung dezentraler Stromerzeuger und -verbraucher. Die aktiver EMT GmbH hat sich u. a. auf Lösungen speziell für diesen Bereich spezialisiert.
Ende November finalisierte die Bundesnetzagentur zudem den Paragraphen 14a des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) zur netzorientierten Steuerung von Verbrauchseinrichtungen und Netzanschlüssen über ein SMGW. Wie § 14a EnWG technisch auszugestalten ist, veröffentlichte Anfang Dezember 2023 das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnologie (BSI) mit der Technischen Richtlinie TR 03109-5. Die Pflichten nach § 14a EnWG gelten seit dem 01. Januar 2024. Mehr darüber lesen Sie im Artikel ab Seite 5.
Die Daten aus intelligenten Messsystemen sind für die Abschätzung des Netzzustandes und der Betriebsmittelauslastung oft nicht aussagekräftig genug. Kurzum: Energiewirtschaftlich relevante Daten allein reichen als Grundlage für die Steuerung von Verteilnetzen nicht aus. Verteilnetzbetreiber (VNB) müssen zusätzliche Messungen in Ortsnetzstationen und Kabelverteilerschränken etablieren, um die Energieflüsse in ihren Netzen transparent zu machen. Zudem sieht die Bundesnetzagentur im Kontext des § 14a EnWG Nachweispflichten über den Netzknotenzustand vor, wenn VNB steuerbare Verbrauchseinrichtungen netzdienlich regeln.
Mit LoRaWAN® ist die Überwachung von Niederspannungsnetzen mit einfachen Mitteln realisierbar, indem Echtzeitdaten beispielsweise aus Ortsnetz-Trafostationen übertragen werden. Dazu müssen diese mit entsprechender Sensorik ausgerüstet werden. Die gewonnenen Daten können an zentraler Stelle ausgewertet und im Netzinformationssystem für die Netzsteuerung zur Verfügung gestellt werden. Neben den phasenweisen Netzzustandsdaten wie Spannungen und Strömen von Stationsabgängen, den Phasenwinkeln und der Netzfrequenz lassen sich viele weitere betriebsrelevante Parameter messen und überwachen, wie etwa die Temperatur des Transformators, Schaltstellungen der Sicherungen oder Temperatur und Luftfeuchtigkeit in der Station.
Energie effizient nutzen: Submetering
Geht es um die möglichst effiziente Nutzung von Energie, sieht der Gesetzgeber insbesondere im Gebäudebereich noch viel Handlungsbedarf. Mit mehr als 30 Prozent ist dieser nach wie vor der größte CO2-Verursacher in Deutschland. Ein wichtiger Ansatzpunkt ist hier das smarte Submetering. Die wohnungsweise und digitale Erfassung und Abrechnung der Energieverbräuche für Heizung und Warmwasser ermöglicht eine hohe Transparenz beim Energieverbrauch.
Hier wird der SMGW-basierte Messdatentransfer bislang zwar noch nicht explizit verlangt, doch die novellierte Heizkostenverordnung zeigt bereits, wohin der Weg führt: Neu zu installierende Messtechnik muss fernauslesbar sein und sicher an ein SMGW angebunden werden können. Möglich machen es das Internet der Dinge und die Funktechnologie LoRaWAN®. Mit dem ZENNER IoT-Gateway Hutschiene können Daten auch über den sicheren Kommunikationskanal des SMGW übertragen werden. Die dafür verwendete Infrastruktur bietet rund um das Gebäude weitere Möglichkeiten für neue Services und Geschäftsmodelle.
ZENNER und die aktiver EMT GmbH bieten entsprechende Lösungen an, wie z. B. funkfähige Zähler und Sensoren mit LoRaWAN®-Technologie sowie Gateways zur Übertragung der erfassten Daten. Für viele Stadtwerke und Energieversorger ist das Submetring der Einstieg in smarte Gebäudelösungen, wie die intelligente Steuerung von Heizkörperthermostaten. Je nach Nutzerverhalten und Gebäudedämmung lassen sich Energieeinsparpotenziale von bis zu 31,5 Prozent nutzen. Mehr darüber lesen Sie ab Seite 4.
Öffentliche Nettostromerzeugung Jahr 2023
Potenziale nutzen in der Smart City
Neben innovativen Anwendungen für Gebäude lassen sich mit einem LoRaWAN®-Netz viele weitere Lösungen realisieren wie die intelligente Abfallwirtschaft (Smart Waste), eine bedarfsgerechte Steuerung der öffentlichen Beleuchtung (Smart Lighting), intelligentes Parken (Smart Parking) oder die Überwachung der Luftqualität.
Lösungen für die intelligente Nutzung von Energie präsentieren ZENNER, die aktiver EMT GmbH und die LPDG GmbH bei der E-world 2024 in Halle 2 am Stand C114.
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